JP2918961B2 - 高加工性を有する高力銅合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、優れた加工性を持ちながら、且つ高い強度
を有している高力銅合金に関し、特に機器構造材や、ば
ね材，コネクター，リードフレーム材等の電子電気機器
用材として、適する高加工性を有するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕

近年の電子電気産業における軽薄短小化は、そこで使
われる機器の小型化や軽量化を促し、それに伴ってその
構成部品の小型化，軽量化，高性能化が一段と望まれて
いる。この要求に対して、構成部品の基盤を成す構造材
や、コネクター，リードフレーム材等も、小型，軽量化
の為に薄肉化が望まれ、其に伴ないより高い強度を有す
る材料が必要となってきた。

それに対して、従来は「Cu−Be」「Cu−Ti」等の析出
硬化型合金や「Cu−Ni−Sn」等のスピノーダル分解型合
金が使用されていた。ところがこれらの合金では共通し
て高温での熱処理とその後に行われる時効処理が不可欠
なものである。しかしながらこの工程は材料の特性を高
める働きをすると共に、特性の変動要因ともなるもので
あり、その制御の方法が容易ではなく、その為に設備の
導入や工程数の増加を招き価格高騰の一因となってい
た。又、これらの合金においては、時効処理後は延性が
著しく低下して、その後の成形が難しくなり、割れを生
じたり、折れたりの欠陥が発生することがあった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、「Cu−Be」「Cu
−Ti」等の析出硬化型合金や「Cu−Ni−Sn」等のスピノ
ーダル分解型合金が共通して抱えている製造性の難しさ
を解消し、低廉に且つ容易に製造が可能で、さらにこれ
ら合金と同等以上の優れた強度や延性や加工性を合せ持
つ高力銅合金を開発したものである。

即ち、本発明に係る銅合金の一つは、第１図に示すCu
−Mn−Al三元状態図において、Mn及びAlを（Mn,Al）＝
（５％,15％），（40％,10％），（５％,5％），（48
％,5％）の４点で囲まれる範囲内の量を含み、残部Cuと
不可避的不純物とからなることを特徴とするものであ
る。

さらに本発明合金の１つは、第１図に示すCu−Mn−Al
三元状態図において、Mn及びAlを（Mn,Al）＝（５％,15
％），（40％,10％），（５％,2.5％），（48％,2.5
％）の４点で囲まれる範囲内の量を含み、さらに各々15
％以下のCo、８％以下のTi、各々５％以下のV,Cr,Si,N
b,Mo,Snの内のいずれか１種もしくは２種以上、各々２
％以下のMg,P,Be,Sb,Cd,Asの内のいずれか１種もしくは
２種以上、0.5％以下のＢ、0.2％以下のＣからなる群よ
り選定された１種又は２種以上を総計で30％以下含み、
残部Cuと不可避的不純物とからなることを特徴とするも
のである。

尚、本発明に係る銅合金は、液体化処理や時効処理等
の熱処理をしなくても、充分満足すべき特性が得られる
ものである。

〔作用〕 本発明の高力銅合金を構成する合金成分の添加理由と
その組成範囲の限定理由について以下に述べる。

先ず、本発明の主成分である、Mn,Al元素は共添して
含有される事により、その組織をβ相（fcc）を主体と
し、α相（bcc）や他の不確定相が混在する状態にする
ものであるが、この組織状態においては、理由は未だ解
明されていないが、極めて優れた加工性を示し、同時に
高い強度も併せて示すものである。しかしこれら元素の
含有量が上記の規定範囲未満ではその効果が弱いため特
に満足すべき強度を得る事が難しく、逆に規定範囲を超
えての含有は難加工性を示すγ相が生成し、本発明の特
徴である優れた加工性を低下させてしまう。

副成分の含有は、本発明の特徴とする優れた加工性を
低下させずに、より高い強度を有する事を可能にするも
ので、特にCo,Sn,Mg,Si,Vの添加はその効果が大きい。
これらの副成分の規定範囲を超えての添加は、得られる
強度に対して、逆に特徴とする加工性を損ない、さらに
溶解・鋳造性を著しく低下させてしまうので、低廉且つ
容易な製造ができなくなる不利益を有する。

〔実施例〕

以下に本発明をその実施例を用いて説明する。

第１表に示す組成の合金を溶解し、厚さ30mmの鋳塊に
鋳造し、850℃,1時間の加熱保持後直ちにその温度から
熱間圧延を開始し、厚さ8mmの熱延材を得、その表面を
面削し、厚さ4mmの板材として供試材No.1〜No.10を作製
した。

この作製した供試材を用いて、第１表に示した各特性
について測定した。

引張強度,0.2％耐力及び伸びについては、JIS−Z2241
に準拠して行った。

熱間加工性については、この供試材を作製した熱間圧
延条件で熱間圧延した時の熱延時の割れの有無により判
定し、全く割れなかったものを「○」、材料の側面（通
常コバ面とよぶ）のみが割れたものを「△」、平面まで
割れを生じたものを「×」とした。

冷間加工性については、供試材に冷間圧延を行い、割
れを生じない最大の冷間加工率を測定した。

尚、従来合金として用いた、No.9合金は従来合金No.8
の熱延材を20％冷間圧延した材料を、800℃で20分保持
した後、氷水中に急冷し更に20％冷間圧延し、300℃,2
時間の時効処理を施したものを供試材として用いた。

第１表からも明らかなように、本発明合金No.1〜６
は、従来合金No.8〜10に比較して同等の強度及び延性を
有しつつ、熱間加工性や冷間加工性などの加工性に優
れ、さらに熱処理を行わずに、高い強度を得ることが可
能であることも判る。他方Mn量の少ない比較合金No.7で
は強度が低いことが判る。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、高い強度及び延性を共に
有しつつ、優れた加工性を併せ持ち、且つ低廉で容易に
製造が可能である銅合金が得られ、電子電気部品の構造
材や小型，軽量化が要求されているコネクター，端子材
やリードフレーム材等への使用に最適であり、工業上顕
著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はCu−Mn−Al三元状態図の要部説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 真人 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 雄一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 竹田 守 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−123120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−122421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−159142（ＪＰ，Ａ) 米国特許3230078（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 9/00 - 9/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１図に示すCu−Mn−Al三元状態図におい
   て、Mn及びAlを（Mn,Al）＝（5wt％,15wt％），（40wt
   ％,10wt％），（5wt％,5wt％），（48wt％,5wt％）の４
   点で囲まれる範囲内の量を含み、残部Cuと不可避的不純
   物とからなることを特徴とする高加工性を有する高力銅
   合金。
2. 【請求項２】第１図に示すCu−Mn−Al三元状態図におい
   て、Mn及びAlを（Mn,Al）＝（5wt％,15wt％），（40wt
   ％,10wt％），（5wt％,5wt％），（48wt％,5wt％）の４
   点で囲まれる範囲内の量を含み、さらに15wt％以下のC
   o、8wt％以下のTi、各々5wt％以下のV,Cr,Si,Nb,Mo,Sn
   の内のいずれか１種もしくは２種以上、各々2wt％以下
   のMg,P,Be,Sb,Cd,Asの内のいずれか１種もしくは２種以
   上、0.5wt％以下のＢ、0.2wt％以下のＣからなる群より
   選定された１種又は２種以上を総計で30wt％以下含み、
   残部Cuと不可避的不純物とからなることを特徴とする高
   加工性を有する高力銅合金。